无线电力接收器制造技术

公开了一种无线电力接收器。根据本发明专利技术的实施方式的无线电力接收器包括：谐振器，该谐振器用于接收无线电力；整流器，该整流器用于将从谐振器接收的交流电力转换成直流电力并且将输出电力供给至负载；以及控制单元，该控制单元用于调节谐振器的谐振频率以直接控制整流器的供给至负载的输出电力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无线电力接收器
本专利技术涉及一种电力发送/接收技术，更具体地，涉及一种无线电力接收技术。
技术介绍
无线电力传输系统由用于以无线方式发送电力的电力发送单元(PTU)以及用于以无线方式接收电力的电力接收单元(PRU)组成。PRU通过使用包括电感器L和电容器C的谐振器来接收电力。在这种情况下，具有与由PTU发送的电力相同频率的交变电流(AC)流动作为谐振器的电力。通常，最终输出信号以稳定的DC信号的形式被生成并且供给至负载，因此需要整流器。整流器将AC信号转换成未经调节的直流(DC)信号。整流器通过使用电力转换器将信号转换成精确的DC电压信号，并且将DC电压信号供给至负载。无论所使用的转换器的类型如何，PRU都具有2级结构，并且接收单元的电力传输效率通过将整流器的效率与电力转换器的效率相乘来确定。因此，当电力转换器具有多级结构时，难以获得高效率。
技术实现思路
技术问题根据实施方式，提出了一种能够通过仅使用整流器和谐振器而不使用单独的电力转换器来生成稳定的输出电力以提高电力传输效率的无线电力接收单元(PRU)。技术方案根据实施方式的无线电力接收单元(PRU)包括：谐振器，该谐振器被配置成接收无线电力；整流器，该整流器被配置成将从谐振器接收的交流(AC)电力转换成直流(DC)电力并且将输出电力供给至负载；以及控制单元，该控制单元被配置成调节谐振器的谐振频率以直接控制整流器的供给至负载的输出电力。根据实施方式的谐振器可以包括电感器、第一电容器和第二电容器，该第二电容器连接至电感器和第一电容器以将谐振器的谐振频率设置为目标频率，并且控制单元可以包括第一开关，该第一开关连接至谐振器的第二电容器和地，并且该第一开关被配置成通过使用第一控制电压来控制整流器的输出电力。在这种情况下，第二电容器可以与谐振器的第一电容器和电感器以及整流电容器串联连接以增加谐振器的谐振频率。控制单元可以施加预定阈值或更大值作为第一控制电压以导通第一开关并且增加整流器的输出电力，或者可以施加预定阈值或更小值作为第一控制电压以关断第一开关并且降低整流器的输出电力。谐振器可以包括电感器、第一电容器和第三电容器，该第三电容器与电感器、第一电容器以及整流电容器并联连接以降低谐振器的谐振频率。在这种情况下，控制单元可以包括第二开关，该第二开关连接在谐振器的第三电容器与地之间，并且该第二开关被配置成通过使用第二控制电压来控制整流器的输出电力。根据实施方式的谐振器可以包括：电感器；第一电容器；第二电容器，该第二电容器与电感器、第一电容器以及整流电容器串联连接以增加谐振器的谐振频率；以及第三电容器，该第三电容器与电感器、第一电容器以及整流电容器并联连接以降低谐振器的谐振频率；并且控制单元可以包括：第一开关，该第一开关连接在谐振器的第二电容器与地之间，并且该第一开关被配置成通过使用第一控制电压来控制整流器的输出电力；以及第二开关，该第二开关连接在谐振器的第三电容器与地之间，并且该第二开关被配置成通过使用第二控制电压来控制整流器的输出电力。根据实施方式的控制单元可以通过使用第一控制电压来导通第一开关并且通过使用第二控制电压来关断第二开关以增加整流器的输出电力，或者通过使用第一控制电压来关断第一开关并且通过使用第二控制电压来关断第二开关以增加谐振频率并且降低整流器的输出电力。在即使第一开关和第二开关被关断以降低整流器的输出电力时输出电力仍为高的情况下，根据实施方式的控制单元可以通过使用第一控制电压来导通第一开关并且通过使用第二控制电压来导通第二开关以降低谐振频率并且进一步降低整流器的输出电力。根据实施方式的整流器可以包括：第一整流器，该第一整流器被配置成接收谐振器的第一输出信号；以及第二整流器，该第二整流器被配置成接收谐振器的第二输出信号。本专利技术的有益效果根据实施方式，可以通过仅使用整流器和谐振器而不使用单独的电力转换器来生成稳定的输出电力以提高电力传输效率。还可以降低无线电力传输系统的成本并且降低无线电力传输系统的整体尺寸。附图说明图1是无线电力传输系统的等效电路图。图2是电力接收单元(PRU)谐振器在根据PRU中的电容器Crx的电容的变化的谐振频率下的电压和电流的波形图。图3是由谐振器和整流器组成的PRU的电路图。图4是使用第二电容器Cdh来增加谐振器的谐振频率的PRU的电路图。图5是具有与整流电容器CRECT串联连接的第二电容器Cdh的PRU的电路图。图6是通过使用第一开关M0改变谐振频率来改变其输出电力的PRU的电路图。图7是通过使用第三电容器Cdl来降低谐振器的谐振频率的PRU的电路图。图8是根据本专利技术的实施方式的通过使用第一开关M0和第二开关M1来控制谐振频率的PRU的电路图。图9是根据本专利技术的另一实施方式的具有第一整流器和第二整流器的PRU的电路图。图10是示出通过控制开关M0和M1来控制整流器输出电压VRECT的波形的波形图。图11是根据本专利技术的实施方式的PRU的框图。具体实施方式在下文中，将参照附图详细描述本专利技术的实施方式。在下面的描述中，当确定相关已知功能或配置的详细描述不必要地使本专利技术的要点模糊时，将省略该详细描述。此外，本文中使用的术语是考虑到本专利技术的功能而限定的，并且可以根据用户、操作者的意图或习惯而改变。因此，应该基于本说明书的以下整体描述来限定术语。图1是无线电力传输系统的等效电路图。参照图1，无线电力传输系统包括电力发送单元(PTU)10和电力接收单元(PRU)12。以无线方式发送能量的PTU10经由高频AC电源Vs100来驱动PTU谐振器102。PTU谐振器102包括电容器Ctx104和电感器Ltx106。电感器Ltx106具有与PTU10的天线的阻抗等同的阻抗。为了容易地通过天线将由电源Vs100供给的能量发送至PRU12，电容器Ctx104和电感器Ltx106的谐振频率通常与电源Vs100的频率同步。图1中的电阻器Rs108是电源Vs100的输出阻抗以及PTU谐振器102的串联电阻部件的等效电阻器。PRU12包括PRU谐振器122，PRU谐振器122包括用于谐振的电感器Lrx126和电容器Crx124，其中电感器Lrx126为接收天线。通常，通过使电感器Lrx126和电容器Crx124的谐振频率与电源Vs100的频率同步，可以实现最佳能量接收。图1中的电阻器RL128是用于传输电力的负载的等效电阻器。在图1中，K是PTU10的电感器Ltx106与PRU12的电感器Lrx126之间的耦合系数，并且在0至1的范围内。当耦合系数为1时，PTU10的电感器Ltx106的能量被最大程度地传输至PRU12的电感器Lrx126。图2是PRU谐振器在根据PRU中的电容器Crx的电容的变化的谐振频率下的电压和电流的波形图。参照图1和图2，由于在图1的无线传输系统中调节了PRU12的电容器Crx124的电容而改变了谐振频率，所以改变了接收到的电力。为了检查PRU谐振器122的电压Vrx和电流Irx的变化，将RL设置为0，并且改变电容器Crx124的电容。通过模拟实验，将电源Vs100的频率设置为6.78MHz，并且将电感器Lrx126的电感设置为1.8uH。然后，将电容器Crx124的电容变为10pF至10nF的范围。图2中示出了在将PT本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线电力接收单元，包括：谐振器，所述谐振器被配置成接收无线电力；整流器，所述整流器被配置成将从所述谐振器接收的交流电力转换成直流电力并且将输出电力供给至负载；以及控制单元，所述控制单元被配置成调节所述谐振器的谐振频率以直接控制所述整流器的供给至所述负载的输出电力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.20 KR 10-2015-00391771.一种无线电力接收单元，包括：谐振器，所述谐振器被配置成接收无线电力；整流器，所述整流器被配置成将从所述谐振器接收的交流电力转换成直流电力并且将输出电力供给至负载；以及控制单元，所述控制单元被配置成调节所述谐振器的谐振频率以直接控制所述整流器的供给至所述负载的输出电力。2.根据权利要求1所述的无线电力接收单元，其中：所述谐振器包括电感器、第一电容器和第二电容器，所述第二电容器连接至所述电感器和所述第一电容器以增加所述谐振器的谐振频率；并且所述控制单元包括第一开关，所述第一开关连接至所述谐振器的所述第二电容器和地，并且所述第一开关被配置成通过使用第一控制电压来控制所述整流器的输出电力。3.根据权利要求2所述的无线电力接收单元，其中，所述第二电容器与所述谐振器的所述第一电容器和所述电感器以及整流电容器串联连接以增加所述谐振器的谐振频率。4.根据权利要求3所述的无线电力接收单元，其中，所述控制单元施加预定阈值或更大值作为所述第一控制电压以导通所述第一开关并且增加所述整流器的输出电力，或者施加预定阈值或更小值作为所述第一控制电压以关断所述第一开关并且降低所述整流器的输出电力。5.根据权利要求1所述的无线电力接收单元，其中，所述谐振器包括电感器、第一电容器和第三电容器，所述第三电容器与所述电感器、所述第一电容器以及整流电容器并联连接以降低所述谐振器的谐振频率。6.根据权利要求5所述的无线电力接收单元，其中，所述控制单元包括第二开关，所述第二开关连接在所述谐振器的所述第三电容器与地之间，并且所述第二开关被配置成通过使用...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄锺泰，申铉翊，全商吾，金旲昊，郑晖龙，李焌，
申请(专利权)人：曼珀斯有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR